[長知識]航空發(fā)動機(jī)封嚴(yán)技術(shù)的進(jìn)展-wenkub
2023-07-08 15:17:00 本頁面
【正文】 統(tǒng)二次流密封、主軸承油腔密封、附件傳動機(jī)匣中傳動附件輸出軸密封等(見圖1)。因此，許多航空發(fā)動機(jī)研究計劃把如何減少發(fā)動機(jī)內(nèi)流損失、提高發(fā)動機(jī)性能作為重點研究內(nèi)容之一。通過減少發(fā)動機(jī)內(nèi)部氣流的泄漏量，可大大提高發(fā)動機(jī)的性能和效率。本文針對航空發(fā)動機(jī)典型封嚴(yán)技術(shù)，詳細(xì)介紹了石墨封嚴(yán)、篦齒封嚴(yán)、刷式封嚴(yán)的結(jié)構(gòu)特點及其技術(shù)改進(jìn)和發(fā)展趨勢。隨著軍用發(fā)動機(jī)工作環(huán)境越來越苛刻及民用發(fā)動機(jī)用戶對低能耗、低噪聲和高效益等方面要求的不斷提高，低泄漏封嚴(yán)技術(shù)將面臨高溫、高轉(zhuǎn)速、高壓差、高濕度、高摩擦、高頻振動及破壞性化學(xué)反應(yīng)等一系列挑戰(zhàn)。航空發(fā)動機(jī)密封裝置的形式也多種多樣，按工作性質(zhì)可分為接觸式和非接觸式兩種。因此，美國IHPTET計劃第二、第三階段二次流路系統(tǒng)設(shè)定的目標(biāo)分別是密封泄漏量減少50%和60%。NASA先進(jìn)亞聲速技術(shù)計劃研究表明，提高封嚴(yán)裝置性能、減少泄漏量、確保在更惡劣的工作環(huán)境中延長壽命，對降低發(fā)動機(jī)耗油率進(jìn)而直接減少使用成本起到了非常重要的作用。石墨封嚴(yán)主要用在渦輪發(fā)動機(jī)軸承位置和輔助裝置處。聯(lián)信公司已用陶瓷環(huán)密封替代石墨環(huán)密封，成功克服了焦化問題，同時還大大延長了封嚴(yán)裝置壽命。篦齒封嚴(yán)結(jié)構(gòu)簡單，封氣效果差，泄漏量比接觸式的大。在與篦齒對應(yīng)的外環(huán)表面覆蓋一層質(zhì)地較軟的氧化物涂層或鍍層，一方面可起到保護(hù)作用，承受篦齒與外環(huán)的少許接觸；另一方面可自然形成最小間隙，達(dá)到最好密封性能。(3) 采用蜂窩密封裝置。這種設(shè)計既可盡量減少封嚴(yán)篦齒齒頂與外環(huán)間的間隙，有效降低泄漏量，又能保證發(fā)動機(jī)的可靠性和安全性。前板處于氣流的高壓側(cè)(上游)，作用是夾持刷絲；背板處于氣流的低壓側(cè)(下游)，起支承刷絲、承受壓差的作用。跑道是與刷絲相接觸的表面，基體材料一般選用高強度、耐熱、導(dǎo)熱性好的結(jié)構(gòu)鋼或高溫合金；跑道涂層則選用氧化鋁、碳化鉻和碳化鎢，采用等離子或爆炸噴涂的方式將涂層材料牢固地附著在機(jī)體上。若在高壓壓氣機(jī)出口處采用刷式封嚴(yán)，可使發(fā)動機(jī)耗油率降低1%，即一架中等航程的雙發(fā)飛機(jī)，每年可節(jié)省200t燃油。而篦齒封嚴(yán)是一種非接觸式密封，封嚴(yán)效果主要取決于轉(zhuǎn)子和靜子間的徑向間隙和篦齒數(shù)目，本身固有的間隙就存在著寄生泄漏，此外發(fā)動機(jī)工作中會造成篦齒變形和磨損，使間隙不斷增大，密封性能進(jìn)一步下降，且這種趨勢不可逆轉(zhuǎn)。為此，采取以下措施改進(jìn)刷式封嚴(yán)的結(jié)構(gòu)：(1) 解決刷式封嚴(yán)掉毛的問題2002年2月MTU公司成立了一個商用中心刷式封嚴(yán)組，專門負(fù)責(zé)刷式封嚴(yán)
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